Hohe Spitzenleistung – moderater Dauerlauf? - Bundesverband ...

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Hohe Spitzenleistung – moderater Dauerlauf? - Bundesverband ...

Prof. Dr.-Ing. Helmut Marquardt

Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf?

Über Wärmeverluste und Wärmegewinne Wieviel Heizenergie

braucht der Wintergarten wirklich?

___________________________________________________________________________

1 Einführung...........................................................................................................................2

2 Arten von Wintergärten......................................................................................................3

3 Wärmeverluste und Wärmegewinne.................................................................................7

3.1 Heizwärme-/Heizenergiebedarf und Heizlast......................................................................7

3.2 Gebäude mit unbeheiztem Glasvorbau...............................................................................9

Beispiel 3.1: Einfamilienhaus mit unbeheiztem Glasvorbau..............................................16

3.3 Gebäude mit Wohn-Wintergarten......................................................................................19

Beispiel 3.1 (Fortsetzung): Einfamilienhaus mit Wohn-Wintergarten ................................20

3.4 Vergleich unbeheizter Glasvorbau mit Wohn-Wintergarten..............................................23

4 Zusammenfassung............................................................................................................26

___________________________________________________________________________


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 2 -

1 Einführung

Wintergärten werden seit einigen Jahren zunehmend ausgeführt [1.1, 1.2], um

- den Nutzern eine passive Solarenergienutzung zur Heizkosteneinsparung zu ermöglichen

[1.3],

- dabei weitere, zumindest zeitweilig nutzbare Wohnräume zu schaffen,

- eine Klima verbessernde Bepflanzung zuzulassen [1.4] und

- gleichzeitig den Schallschutz der Wohnung zu verbessern.

Der Bau von Wintergärten kann jedoch auch mit einigen Problemen verbunden sein; bei-

spielhaft genannt seinen hier

- Uneinigkeit zwischen Bauherren und Planenden/Ausführenden über die Nutzung des

Wintergartens,

- Diskussionen zwischen Bauherren und Planenden über die tatsächlichen Wärmeverluste

bzw. Wärmegewinne eines Wintergartens,

- Tauwasserausfall im Wintergärten im Winter [1.1] oder

- unzumutbare Temperaturen im Wintergarten im Sommer [1.2].

Die beiden erstgenannten Probleme sind Gegenstand der folgenden beiden Hauptabschnitte

dieses Beitrags.


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 3 -

2 Arten von Wintergärten

Vor der Diskussion über Wärmeverluste und Wärmegewinne von Wintergärten (s. folgen-

den Hauptabschnitt 3) müssen sich Bauherren und Planende/Ausführende darüber

einigen, wie der geplante Wintergarten genutzt werden soll:

- Ist das Ziel allein die Nutzung solarer Wärmegewinne, d.h. die Einsparung von Heiz-

energie, so ist ein unbeheizter Glasvorbau auszuführen (Tabelle 2.1, erste Spalte).

Tabelle 2.1: Vorschlag zur Abgrenzung der Begriffe „unbeheizter Glasvorbau", „Wintergarten"

und „Wohn-Wintergarten = großflächig verglaster Innenraum“ (nach [2.1, 2.2])

erwartete

Nutzungszeit

unbeheizter Glasvorbau

nur im Frühjahr und

Herbst

(im Winter zu kalt, im

Sommer zum Balkon

zu öffnen)

winterharte

Pflanzen

zugehörige

Bepflanzung

Verglasung mind. Ein-Scheiben-

Verglasung 1 )

Rahmen- beliebig (auch einkonstruktionfache

Metallprofile)

Temperierung zum Balkon geöffnet,

im Sommer d.h. Außentemperatur

Temperierung keine (d.h. Außentem-

im Winter peratur, auch Frost)

mögliche Tau- bei üblichem Lüftungswasserbildungverhalten

häufig zu

im Winter erwarten

Wintergarten i.e.S. Wohn-Wintergarten =

großflächig verglaster

Innenraum

Frühjahr bis Herbst ganzjährig

(im Winter zu kalt, im

Sommer gelegentlich zu

heiß)

frostempfindliche

Pflanzen

mind. Zwei-Scheiben-

Verglasung

(im Winter beheizt, im

Sommer auf Außentemperatur

zu lüften)

übliche (tropische)

Zimmerpflanzen

hochwertige Wärmeschutzverglasung

Holz, Kunststoff, thermisch entkoppelte (wärmegedämmte)

Metallprofile

beschattet und natürlich beschattet und belüftet

belüftet

(häufig Zwangslüftung

erforderlich)

i.d.R. sog. „Frost- voll beheizt

wächter" erforderlich

bei ungünstigem infolge Beheizung und

Lüftungsverhalten nicht Wärmeschutzvergla-

auszuschließen sung nicht zu erwarten

1 ) die Wahl der Verglasung hat auch Einfluss auf den spezifischen Transmissionswärmeverlust zum

unbeheizten Pufferraum (s.u. Abschnitt 3.2)

Die Nutzung solcher unbeheizter Glasvorbauten ist jedoch eingeschränkt [2.1], da

- winterlicher Frost im Glasvorbau nicht auszuschließen ist und


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 4 -

- bei Lüftung der dahinter liegenden Wohnräume durch den Glasvorbau mit Tau-

wasserbildung im Glasvorbau zu rechnen ist sinnvoller Weise ist für die dahinter

liegenden Räume eine unabhängige Belüftungsmöglichkeit zu schaffen (Bild 2.1).

Bild 2.1: Eine verbesserte Grundrissgestaltung

ermöglicht eine vom unbeheizten

Glasvorbau (hier „Wintergarten“)

unabhängige Belüftung des dahinter

liegenden Wohnraums [2.1]

a) ursprüngliche Planung mit einem

nur über den Wintergarten belüftbaren

Wohnraum

b) verbesserte Planung mit einem

direkt belüftbaren Wohnraum

- Da die Vorstellung der Bauherren von einem Wintergarten meist eher Bild 2.2 ent-

spricht, ändert sich häufig im Laufe der Zeit die Nutzung des ursprünglich geplanten

unbeheizten Glasvorbaus zum Wintergarten i.e.S. (Tabelle 2.1, zweite Spalte):

Zumindest die mediterranen Kübelpflanzen von Balkon oder Terrasse sollen

schließlich im Wintergarten überwintern können, d.h. der Wintergarten wird frostfrei

gehalten

- entweder durch Öffnen der Türen zu den angrenzenden Wohnräumen

- oder mit Hilfe einer Zusatzheizung, einem elektrischen sog. „Frostwächter“.

Beide Varianten sind mit Nachteilen verbunden, denn

- entweder führt das Öffnen der Türen zu den angrenzenden Wohnräumen zu

massiven Tauwasserproblemen im Wintergarten

- oder die elektrische Zusatzheizung führt zu einem deutlich erhöhten Energie-

verbrauch.


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 5 -

Insbesondere der letztgenannte Fall widerspricht i.d.R. der Energieeinsparverordnung

(EnEV) [2.4]: Die EnEV kennt nur Gebäude, nicht einzelne Räume mit niedrigen Innen-

temperaturen; durch Einbau der Zusatzheizung ist ein weiterer beheizter Raum in

einem beheizten Gebäude entstanden, dessen thermische Hülle zumindest bei Aus-

führung gemäß erster oder zweiter Spalte in Tabelle 2.1 nicht den Anforderungen

der EnEV entspricht.

Bild 2.2: Übliche Vorstellung

der Bauherren von

einem Wintergarten [2.3]

- Wenn den Bauherren von Anfang an bewusst ist, dass ihr Wintergarten hochwertig

genutzt werden soll, sollte gleich ein Wohn-Wintergarten = großflächig verglaster

Innenraum geplant und ausgeführt werden (Tabelle 2.1, dritte Spalte) ein solcher

Wintergarten entspricht einem Wohnraum und kann auch so genutzt werden.

Da der Wintergarten i.e.S. üblicherweise nicht geplant wird, sollen im folgenden Haupt-

abschnitt 3 nur die Varianten

- unbeheizter Glasvorbau (Bild 2.3 oben) und

- Wohn-Wintergarten = großflächig verglaster Innenraum (Bild 2.3 unten)

hinsichtlich Wärmeverlusten und Wärmegewinnen näher betrachtet und verglichen werden.


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 6 -

a)

b)

Bild 2.3: Varianten von Wintergärten

und ihre Einbeziehung in

die thermische Hülle (= Systemlinie)

gemäß Praxiskommentar

zur EnEV [2.5]

a) unbeheizter Glasvorbau,

nicht in die thermische Hülle

einbezogen

b) Wohn-Wintergarten = großflächig

verglaster Innenraum,

in die thermische Hülle einbezogen


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 7 -

3 Wärmeverluste und Wärmegewinne

3.1 Heizwärme-/Heizenergiebedarf und Heizlast

Vor weiteren Betrachtungen im Hinblick auf die Wärmeverluste und -gewinne bei

Gebäuden mit Wintergärten müssen die folgenden Begriffe definiert und gegeneinander

abgegrenzt werden [3.1]:

- Zu unterscheiden sind Heizwärme, Heizenergie und Primärenergie (Bild 3.1):

- Als Heizwärme (= Nutzwärme oder Nettoheizenergie) bezeichnet man die Nutzenergie

für die Beheizung, d.h. die zur Beheizung von Wohn- oder Arbeitsräumen tatsächlich

genutzte Energie,

- als Heizenergie (auch: Bruttoheizenergie) dagegen wird die der Heizungsanlage zur

Verfügung gestellte Endenergie bezeichnet, üblicherweise in Form eines Brennstoffes

(Kohle, Heizöl, Erdgas);

- durch Multiplikation mit dem brennstoffabhängigen Primärenergiefaktor fP > 1 errechnet

sich daraus die für die Beheizung aufgewendete Primärenergie.

Bild 3.1: Zur Definition der

Begriffe „Heizwärmebedarf"

und „Heizenergiebedarf"

[3.1] mit

QT = Transmissionswärmebedarf

QL = Lüftungswärmebedarf

QS = solare Wärmegewinne

QI = interne Wärmegewinne


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 8 -

- Weiter werden in Anlehnung an [3.2] im folgenden die Begriffe Bedarf und Verbrauch

wie folgt unterschieden:

- Als Heizwärmeverbrauch tats Qh, Heizenergieverbrauch tats QH oder Primär-

energieverbrauch tats QP [kWh] werden die tatsächlichen, gemessenen Größen

bezeichnet,

- als Heizwärmebedarf Qh, Heizenergiebedarf QH oder Primärenergiebedarf QP [kWh]

werden die mit Norm-Klimaannahmen berechneten Größen bezeichnet sie bilden

die Grundlage der folgenden Betrachtungen.

Zum Vergleich unterschiedlich großer Gebäude bezieht man diese Kennwerte üblicher-

weise auf ein Jahr [a] und die Gebäudenutzfläche AN [m 2 ] und bezeichnet sie dann z.B.

- als Jahres-Heizwärmebedarf Qh" [kWh/(m² a)],

- als Jahres-Heizenergiebedarf QH" [kWh/(m² a)] oder

- als Jahres-Primärenergiebedarf QP" [kWh/(m² a)].

- Diese Bezeichnungsweise, der DIN EN 832 [3.3] und die der EnEV [3.4] zu Grunde

liegende Vornorm DIN V 4108-6 [3.5] folgen, steht allerdings im Widerspruch zur alten

DIN 4701 : 1983-03 [3.6] der Norm, mit der Heiz- und Klimatechniker lange Zeit

Heizungsanlagen in Gebäuden ausgelegt haben; dort bezeichnete

- der Wärmeverbrauch noch eine Arbeit [kWh] als berechnete Größe, jetzt als Wärme-

bedarf bezeichnet (s.o.),

- der Wärmebedarf noch die maximale Leistung [kW], die ein Heizkörper bzw. eine

Heizungsanlage am rechnerisch kältesten Tag des Jahres zu erbringen hat heute in

DIN EN 12831 [3.7] als Heizlast bezeichnet!


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 9 -

3.2 Gebäude mit unbeheiztem Glasvorbau

Für die in der EnEV [3.4] vorgesehene Berechnung des Jahres-Heizenergiebedarfs von

Gebäuden mit unbeheizten Glasvorbauten (vgl. Bild 2.3a) gibt es gemäß DIN V 4108-6

[3.5] verschieden genaue Ansätze:

- Generell können im vereinfachten Verfahren der EnEV = Heizperiodenverfahren

unbeheizte Glasvorbauten nicht berücksichtigt werden; es ist hierfür das genauere

Monatsbilanzverfahren anzuwenden. Mit diesem Verfahren berechnet sich der spezi-

fische Transmissionswärmeverlust von Bauteilen j = 1, 2, ..., m zu den unbeheizten

Glasvorbauten zu

m

Hu = Σ Fx,j · (Uj · Aj) [W/K] (3.1)

j=1

mit Uj = Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils j [W/(m²· K)] zu

einem unbeheizten Raum

Aj = Fläche des Bauteils j zu einem unbeheizten Raum in der

wärmeübertragenden Umfassungsfläche des Gebäudes [m²]

Fx,j = Temperatur-Korrekturfaktor des Bauteils j nach Tabelle 3.1

je höherwertiger die Verglasung des unbeheizten Glasvorbaus

gewählt wird, desto größer ist die Abminderung des spezifi-

schen Transmissionswärmeverlusts

Tabelle 3.1: Berechnungswerte der Temperatur-Korrekturfaktoren Fx von beidseitig luftberührten

Bauteilen, die nicht direkt an Außenluft grenzen (nach DIN V 4108-6 [3.5])

Wärmestrom nach außen über das Bauteil Temperatur-Korrekturfaktor Fx []

oberste Geschossdecke unter oder Abseitenwand zu

nicht ausgebautem Dachraum

Fna = 0,8

Wand oder Decke zu unbeheizten Räumen Fu = 0,5

Wand oder Decke zu niedrig beheizten Räumen Fnb = 0,35

Wand oder Fenster zu unbeheiztem Glasvorbau bei

einer Verglasung des Glasvorbaus 1 ) mit

- Ein-Scheiben-Verglasung

- Zwei-Scheiben-Verglasung

- Wärmeschutzverglasung

1 ) vgl. auch Tabelle 2.1 zur Wahl der Verglasung

Fu = 0,8

Fu = 0,7

Fu = 0,5


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 10 -

Bild 3.2: Schematische Darstellung

der bei der Berechnung der

solaren Wärmegewinne über

Glasvorbauten zu berücksichtigenden

Größen (nach DIN V

4108-6 [3.5])

- Statt dieser vereinfachten Berücksichtigung der höheren Temperatur in unbeheizten

Glasvorbauten können die solaren Wärmegewinne beim Monatsbilanzverfahren auch

nach DIN V 4108-6 [3.5], 6.4.4, genauer berechnet werden (Bild 3.2) zu

Qss,M = Qsd,M + Qsi,M [kWh/Monat] (3.2)

mit Qsd,M = monatlicher direkter solarer Wärmegewinn [kWh/Monat]

Qsi,M = monatlicher indirekter solarer Wärmegewinn [kWh/Monat]

Der direkte solare Wärmegewinn errechnet sich darin zu

Qsd,M = 0,024 · Is,p,M · FS · FCe · FFe · ge · (FCw · FFw · gw · Aw + αsp · Ap · UP/UPe) · tM

[kWh/Monat] (3.3)

mit Is,p,M = Mittelwert des Strahlungsangebots [W/m²] auf die Trennwand

(Index „p") in Abhängigkeit von deren Orientierung j und Neigung α

für den betrachteten Monat (aus Tabelle 3.2)

FS = Abminderungsfaktor für eine evtl. Verschattung nach Gl. (5.36) in

[3.1]


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 11 -

Tabelle 3.2: Referenzwerte des Strahlungsangebots für das Referenzklima Deutschland in

Abhängigkeit von der Orientierung j und der Neigung α (aus [3.1] nach DIN V 4108-6 [3.5])

j

[]

a

[°]

Mittelwerte des Strahlungsangebots

Is,j/a,M

[W/m²]

Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

(Is · t)j/a,a

[kWh/

(m²· a)]

Jahr

(Is · t)j/a,HP

[kWh/

(m²· HP)]

Heizper.

Hor 0 33 52 82 190 211 256 255 179 135 75 39 22 1120 225

S 30

45

60

90

SW

=

SO

W

= O

NW

=

NO

30

45

60

90

30

45

60

90

30

45

60

90

N 30

45

60

90

51

57

60

56

45

49

49

44

33

32

30

25

22

20

18

14

20

19

17

14

67

71

71

61

62

64

62

52

51

49

46

37

39

35

32

25

34

32

29

23

99

101

98

80

93

92

88

70

78

74

68

53

63

56

49

38

54

47

44

34

210

205

190

137

203

198

185

140

181

172

160

125

151

132

116

89

137

101

79

64

213

200

179

119

211

200

182

132

199

187

171

131

180

158

139

105

173

143

109

81

250

231

203

130

248

232

208

146

238

221

201

150

222

194

168

124

217

184

143

99

252

235

208

135

251

236

213

153

240

224

205

156

221

194

170

128

214

180

139

100

186

178

162

112

183

175

161

120

170

160

148

115

150

133

118

90

142

115

90

70

157

157

150

115

149

148

140

109

129

123

114

90

105

91

81

62

90

66

59

48

93

97

95

81

87

88

85

69

72

69

65

51

57

51

46

35

49

45

41

33

55

59

60

54

49

51

51

44

38

37

35

28

28

26

23

18

26

24

22

18

31

34

35

33

28

30

30

26

21

20

19

15

16

14

13

10

15

14

13

10

1216

1187

1104

810

1177

1142

1063

809

1062

1002

923

713

918

808

711

541

857

710

575

433

295

310

310

270

270

275

270

225

220

210

196

155

170

150

135

105

150

135

125

100

FCe = Abminderungsfaktor für Sonnenschutzvorrichtungen [] des Glasvor-

baus (Index „e" für außen)

FFe = Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil des Glasvorbaus [] (Index

„e" für außen)

ge = wirksamer Gesamtenergiedurchlassgrad [] der Verglasung des

Glasvorbaus (Index „e" für außen) gemäß Gl. (5.37) in [3.1]

FCw = Abminderungsfaktor für Sonnenschutzvorrichtungen [] der Fenster in

der Trennwand (Index „w")

FFw = Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil der Fenster in der Trenn-

wand [] (Index „w")


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 12 -

gw = wirksamer Gesamtenergiedurchlassgrad [] der Verglasung der

Trennwandfenster (Index „w") gemäß Gl. (5.37) in [3.1]

Aw = Öffnungsfläche [m²] der Fenster in der Trennwand (Index „w") als

Bruttofläche (berechnet mit den lichten Rohbaumaßen)

αsp = solarer Absorptionsgrad [] der nicht transparenten Trennwand zum

Glasvorbau nach DIN V 4108-6 [3.5], Tabelle 8

Ap = Fläche [m²] der opaken Trennwand (Index „p") als Bruttofläche (be-

rechnet mit den lichten Rohbaumaßen)

Up = Wärmedurchgangskoeffizient [W/(m² ⋅ K)] der opaken Trennwand

(Index „p")

Upe = Wärmedurchgangskoeffizient [W/(m² ⋅ K)] zwischen der absorbie-

renden Oberfläche der opaken Trennwand und dem Glasvorbau

(Index „pe")

tM = Anzahl der Tage des betrachteten Monats [d/Monat]

0,024 = Umrechnungsfaktor [kWh/(Wd)]

Ferner errechnet sich der indirekte solare Wärmegewinn zu

Qsi,M = 0,024 · (1 Fu) · FS · FCe · FFe · ge · (Σ Is,i,M · αs,i · Ai + Is,p,M · αsp · Ap · UP/UPe) · tM

i

[kWh/Monat] (3.3)

mit Fu = Temperatur-Korrekturfaktor [] für unbeheizte Nebenräume (Glasvor-

bauten in Tabelle 3.1)

FS = Abminderungsfaktor für eine evtl. Verschattung nach Gl. (5.36) in

[3.1]

FCe = Abminderungsfaktor für Sonnenschutzvorrichtungen [] des Glasvor

baus (Index „e" für außen)

FFe = Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil des Glasvorbaus [] (Index

„e" für außen)

ge = wirksamer Gesamtenergiedurchlassgrad [] der Verglasung des

Glasvorbaus (Index „e" für außen) gemäß Gl. (5.37) in [3.1]

Is,i,M = Mittelwert des Strahlungsangebots [W/m²] auf die Strahlung auf-

nehmenden Oberflächen i = 1, 2, ..., n im Glasvorbau in Abhängig-


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 13 -

keit von deren Orientierung j und Neigung α für den betrachteten

Monat (aus Tabelle 3.2)

αs,i = mittlerer solarer Absorptionsgrad [] der Strahlung aufnehmenden

Oberflächen i = 1, 2, ..., n im Glasvorbau (αs ≡ 0,8, wenn nichts ge-

naueres bekannt ist)

Ai = Strahlung aufnehmende Oberflächen i = 1, 2, ..., n [m²] (sämtliche

opake Flächen)

Is,p,M = Mittelwert des Strahlungsangebots [W/m²] auf die Trennwand

(Index „p") in Abhängigkeit von deren Orientierung j und Neigung α

für den betrachteten Monat (aus Tabelle 3.2)

αsp = solarer Absorptionsgrad [] der nicht transparenten Trennwand zum

Glasvorbau nach DIN V 4108-6 [3.8], Tabelle 8

Ap = Fläche [m²] der opaken Trennwand (Index „p") als Bruttofläche (be-

rechnet mit den lichten Rohbaumaßen)

Up = Wärmedurchgangskoeffizient [W/(m² ⋅ K)] der opaken Trennwand

(Index „p")

Upe = Wärmedurchgangskoeffizient [W/(m² ⋅ K)] zwischen der absorbieren-

den Oberfläche der opaken Trennwand und dem Glasvorbau (Index

„pe")

tM = Anzahl der Tage des betrachteten Monats [d/Monat]

0,024 = Umrechnungsfaktor [kWh/(Wd)]

In der praktischen Anwendung ist die genauere Erfassung der solaren Wärmegewinne

über unbeheizte Glasvorbauten auf Grund des großen Rechenaufwandes nur mit Hilfe von

entsprechenden EDV-Programmen sinnvoll möglich in vielen Fällen wird deshalb auf die

günstige Wirkung eines Teils der solaren Wärmegewinne verzichtet und nur der Tempe-

ratur-Korrekturfaktor Fu nach Tabelle 3.1, letzte Zeile, angesetzt.

Im Praxiskommentar zur EnEV von Hegner und Vogler [3.8] findet sich das in Bild 3.3 mit

Tabelle 3.3 dargestellte Beispiel, aus dem die unterschiedlichen nutzbaren solaren Wärme-

gewinne

- ohne unbeheizten Glasvorbau und

- bei genauerer Erfassung des unbeheizten Glasvorbaus hervorgehen (Bild 3.4).


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 14 -

a) b)

Bild 3.3: Beispielgebäude aus [3.8]

a) Nordansicht mit Wintergarten auf der Westseite (Tiefe 4,00 m, Höhe von 2,00 bis 2,75

m)

b) Westansicht mit Wintergarten (links im Bild, Breite 6,30 m)

Tabelle 3.3: Randbedingungen

für die Berechnung des Beispielgebäudes

aus Bild 3.3 [3.8]

Bild 3.4: Monatliche nutzbare Wärmegewinne für das Beispielgebäude aus Bild 3.3 mit

und ohne unbeheizten Glasvorbau (= Wintergarten) [3.8]


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 15 -

Da unbeheizte Glasvorbauten definitionsgemäß nicht beheizt werden, ergibt sich für sie

keine Heizlast.

Bild 3.5:

Grundriss

des Beispielgebäudes

[3.9]


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 16 -

Beispiel 3.1: Einfamilienhaus mit unbeheiztem Glasvorbau

Verwendet wird als Beispiel das nicht unterkellerte Einfamilienhaus aus DIN V 4108-6 [3.5],

Anhang F (s. auch [3.9]), das identisch in DIN EN 12831 Beiblatt 1 [3.7], 5, benutzt wird

(Bilder 3.5 bis 3.9 mit Tabelle 3.4).

Bild 3.6: Nordansicht

des

Beispielgebäudes

[3.9]

Bild 3.7: Südansicht

des

Beispielgebäudes

[3.9]


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 17 -

Angesetzte Bauteile:

Bild 3.8: Westansicht

des

Beispielgebäudes

[3.9]

Bild 3.9: Ostansicht

des

Beispielgebäudes

[3.9]

jedoch ohne

transparente

Wärmedämmung

- Die Fenster auch zum Wintergarten bestehen aus Holz- oder Kunststoffrahmen ohne

Sprossen, Wärmeschutzverglasung und Aluminium-Randverbund mit (abweichend vom

Norm-Beispiel) Uw,BW = 1,3 W/(m² · K) sowie g = g0 = 0,63 nach DIN EN 410,

- die Wintergartenfenster mit Rahmen aus wärmegedämmten Aluminiumprofilen haben

(abweichend vom Norm-Beispiel) Uw,BW,WG = 1,5 W/(m² · K) (s.u.);

- die Außenwände auch zum Wintergarten haben UAW1 = 0,34 W/(m² · K),

- die Gaubenaußenwände haben UAW2 = 0,26 W/(m² · K),


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 18 -

- die Haustür habe UT = 2,09 W/(m² · K),

- das Dach habe UD = 0,18 W/(m² · K),

- die Bodenplatte habe UG = 0,58 W/(m² · K).

Es soll eine Luftdichtheitsprüfung durchgeführt werden, die Wärmebrücken werden ver-

einfacht gemäß Beiblatt 2 zu DIN 4108 [3.5] angenommen.

Tabelle 3.4: Flächenermittlung für das Beispielgebäude [3.9]

Das Bruttovolumen des Glasvorbaus errechnet

sich zu VWG = 3,12 m ⋅ 6,80 m ⋅ 2,31 m = 49,01 m³

Raumwärme und Warmwasser dieses Gebäudes werden durch einen Gas-Brennwert-

kessel mit gebäudezentraler Trinkwassererwärmung erzeugt, und zwar abweichend

vom Norm-Beispiel wie bei nicht unterkellerten Gebäuden üblich innerhalb der thermi-

schen Hülle gelegen. Das Gebäude erfüllt die Anforderungen der EnEV; die mit den

„EnEV-Berechnungshilfen" von Maas/Höttges/Kammer [3.10] mit dem Monats-

bilanzverfahren für die dortige Heizanlage 8 erstellten Berechnungsergebnisse für dieses

Gebäude sind diesem Beitrag als Anlage 1 beigefügt.


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 19 -

3.3 Gebäude mit Wohn-Wintergarten

Wohngebäude mit Wohn-Wintergärten sind mit ihrem gesamten Volumen gemäß EnEV

[3.4] als normal beheizte Gebäude zu betrachten, d.h. der großflächig verglaste Innen-

raum ist in die thermische Hülle einzubeziehen (vgl. Bild 2.3b).

Dabei ist allerdings zu überlegen, wie dieser Wohn-Wintergarten beheizt wird:

- Eine Fußbodenheizung kommt ohne störende Heizkörper im Wintergarten aus, rea-

giert jedoch i.d.R. sehr träge auf plötzliche Sonneneinstrahlung, so dass eine

ausreichende thermische Behaglichkeit nur durch energetisch nicht sinnvolles

Öffnen der Fenster erreicht werden kann;

- übliche Heizflächen (Plattenheizkörper z.B. mit geringem Wasserinhalt) werden eher

als störend im Raum empfunden, lassen sich allerdings deutlich schneller bei

plötzlicher Sonneneinstrahlung herunterregeln.

Deshalb sind in der Schweiz die in Bild 3.10 dargestellten Anwendungsgrenzen für Fuß-

bodenheizungen definiert worden ([3.11], zitiert nach [3.12]).

Bild 3.10: Einsatzgrenze für Fußbodenheizungen

(FBH) in Wohn-Wintergärten in

Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur

[3.12]


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 20 -

Beispiel 3.1 (Fortsetzung): Einfamilienhaus mit Wohn-Wintergarten

Fortgesetzt wird das Beispiel aus DIN V 4108-6 [3.5], Anhang F (s. auch [3.9]), das iden-

tisch in DIN EN 12831 Beiblatt 1 [3.7], 5, benutzt wird (vgl. Bilder 3.5 bis 3.9 mit Tabelle

3.4).

Angesetzte Bauteile für den Wohn-Wintergarten (abweichend vom Norm-Beispiel):

- Die Wintergartenfenster haben Rahmen aus gut wärmegedämmten Aluminiumprofilen

nach Tabelle 3.5, letzte Zeile, mit Uf,WG = Uf,BW,WG = 1,8 W/(m² · K) sowie einer Wärmeschutz-

verglasung mit Ug,WG = 1,1 W/(m² · K) und gWG = g0 = 0,63 nach DIN EN 410;

- daraus ergibt sich ohne detaillierte Berechnung der Verglasungs- und Rahmenflächen

mit Tabelle 3.6 (analog auch in DIN 4108-4 [3.5] zu finden) der Wärmedurchgangskoeffi-

zient der Verglasung zu Uw,WG = 1,5 W/(m² · K)

- und daraus mit Tabelle 3.7 der Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten

der Verglasung zu

Uw, BW,WG = Uw,WG + Σ ΔUw = 1,5 W/(m² · K) ± 0,0 W/(m² · K) = 1,5 W/(m² · K)

Tabelle 3.5: Beispiele für Wärmedurchgangskoeffizienten Uf von Rahmen („frame“) nach

Herstellerangaben (teilweise Zertifizierung unklar, nach [3.1])

Rahmenmaterial Rahmenbezeichnung Wärmedurchgangskoeffizient

Uf des Rahmens

(Nadel-)Holzrahmen nach Standardprofil IV 68

1,51 W/(m² ⋅ K)

DIN 68121-1 [3.13]

(nach [3.14])

Nadelholz mit Kern aus

PUR-Hartschaum

PVC mit Rahmenverstärkung

aus Stahl, Fünfkammerprofil

PVC mit Rahmenverstärkung

aus Stahl, ausgeschäumt

thermisch getrennte Aluminiumprofile

„Thermoselect"

mit d1 = 68 mm [3.15]

„S 7000 IQ"

mit d1 = 74 mm [3.16]

„Brillant-Design MD"

mit d1 = 70 mm [3.17]

„TOPLINE Plus“

mit d1 = 104 mm [3.18]

0,95 W/(m² ⋅ K)

1,44 W/(m² ⋅ K)

1,1 W/(m² ⋅ K)

0,74 W/(m² ⋅ K)

„ProfilSerie 110 E” [3.19] 1,8 W/(m² ⋅ K)


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 21 -

Tabelle 3.6: Typische Werte für den Wärmedurchgangskoeffizienten Uw [W/(m² ⋅ K)] („window“)

von Fenstern mit 30 % Rahmenanteil unter Verwendung von Abstandhaltern aus Aluminium

oder nicht rostfreiem Stahl (aus [3.1] nach [3.20])

Verglasung Ug

Uf [W/(m² K)]

[W/(m² K)] 1,0 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 3,8 7,0

Einscheiben- 5,7 4,3 4,4 4,5 4,6 4,8 4,9 5,0 5,1 6,1

Zwei-

3,3 2,7 2,8 2,9 3,1 3,2 3,4 3,5 3,6 4,4

scheiben- 3,1 2,6 2,7 2,8 2,9 3,1 3,2 3,3 3,5 4,3

2,9 2,4 2,5 2,7 2,8 3,0 3,1 3,2 3,3 4,1

2,7 2,3 2,4 2,5 2,6 2,8 2,9 3,1 3,2 4,0

2,5 2,2 2,3 2,4 2,6 2,7 2,8 3,0 3,1 3,9

2,3 2,1 2,2 2,3 2,4 2,6 2,7 2,8 2,9 3,8

2,1 1,9 2,0 2,2 2,3 2,4 2,6 2,7 2,8 3,6

1,9 1,8 1,9 2,0 2,1 2,3 2,4 2,5 2,7 3,5

1,7 1,8 1,8 1,9 2,0 2,2 2,3 2,4 2,5 3,3

1,5 1,5 1,6 1,7 1,9 2,0 2,1 2,3 2,4 3,2

1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,9 2,0 2,1 2,2 3,1

1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,7 1,9 2,0 2,1 2,9

Drei-

2,3 2,0 2,1 2,2 2,4 2,5 2,7 2,8 2,9 3,7

scheiben- 2,1 1,9 2,0 2,1 2,2 2,4 2,5 2,6 2,8 3,6

1,9 1,7 1,8 2,0 2,1 2,3 2,4 2,5 2,6 3,4

1,7 1,6 1,7 1,8 1,9 2,1 2,2 2,4 2,5 3,3

1,5 1,5 1,6 1,7 1,9 2,0 2,1 2,3 2,4 3,2

1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,9 2,0 2,1 2,2 3,1

1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,7 1,9 2,0 2,1 2,9

0,9 1,1 1,2 1,3 1,4 1,6 1,7 1,8 2,0 2,8

0,7 0,9 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,7 1,8 2,6

0,5 0,8 0,9 1,0 1,2 1,3 1,4 1,6 1,7 2,5

Tabelle 3.7: Korrekturwerte ΔUw [W/(m² ⋅ K)] (nach DIN V 4108-4 [3.5])

Korrektur Korrekturwert

DUw [W/(m² K)]

für einen wärmetechnisch

± 0,0 ohne verbesserten Randverbund

verbesserten Randverbund

der Verglasung gemäß

DIN V 4108-4, Anhang C

0,1 mit verbessertem Randverbund, d.h.

Σ (d ⋅ λ) ≤ 0,007 W/K wird in der Mitte des

Abstandhalters eingehalten

für die Verwendung von

± 0,0 bei aufgesetzten Sprossen

Sprossen

+ 0,1 bei Sprossen im Scheibenzwischenraum

(einfaches Sprossenkreuz)

+ 0,2 bei Sprossen im Scheibenzwischenraum

(mehrfaches Sprossenkreuz)

+ 0,3 bei glasteilenden Sprossen


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 22 -

Das Gebäude mit unveränderter Heizanlage erfüllt wiederum die Anforderungen der

EnEV; die mit den „EnEV-Berechnungshilfen" von Maas/Höttges/Kammer [3.10] mit dem

Monatsbilanzverfahren für die dortige Heizanlage 8 erstellten Berechnungsergebnisse für

dieses Gebäude sind diesem Beitrag als Anlage 2 beigefügt.

Heizlast des Wohn-Wintergartens

Da das Beispiel aus DIN V 4108-6 [3.5], Anhang F, in DIN EN 12831, Beiblatt 1 [3.7], 5,

fortgesetzt wird, kann hier auf die dort angesetzten Grunddaten zurückgegriffen werden.

Berechnet wird deshalb nur die Heizlast des Wohn-Wintergartens, und zwar mit dem

EDV-Tool „Heizlast DIN EN 12831, vereinfachtes Verfahren“ von mh-Software [3.21].

Angenommen wird, dass das Gebäude in Berlin steht, d.h. nach DIN EN 12831 [3.7],

Beiblatt 1, Tabelle 1a beträgt

- die Norm-Außentemperatur θe = 14 °C und

- das Jahresmittel der Außentemperatur θm,e = + 9,5 °C.

Für die Erfassung der erdberührten Bauteile errechnet sich die Größe der Bodenplatte

durch Addition der Wintergarten-Grundfläche zur vorhandenen Grundfläche, Grundwasser

wird in 5 m Tiefe unter der Bodenplatte angenommen..

Zur Ermittlung der Zusatz-Aufheizleistung wird wie im Norm-Beispiel eine Nacht-

absenkung von tAbs = 7 h bei einem üblichen Temperaturabfall von ΔθRH = 2,0 K angenom-

men. Wie für das gesamte Gebäude wird dabei die Gebäudemasse als mittelschwer

angesetzt.

Das Ergebnis ist in Anlage 3 zusammengestellt; es ergibt sich für den Wohn-Wintergarten

als Norm-Heizlast FHL = 3571 W.


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 23 -

3.4 Vergleich unbeheizter Glasvorbau mit Wohn-Wintergarten

Aus den wichtigsten Berechnungsergebnissen des Beispiels 3.1 zusammengestellt in

Tabelle 3.8 können folgende Schlüsse gezogen werden:

- Auf Grund des im Mittel für das gesamte Gebäude deutlich schlechteren Wärme-

durchgangskoeffizienten des Wohn-Wintergartens ist der spezifische Transmissions-

wärmewerlust HT’ beim Wohn-Wintergarten merklich höher (und damit schlechter)

als beim unbeheizten Glasvorbau im vorliegenden Beispiel werden jedoch beide

Anforderungen der EnEV erfüllt.

Tabelle 3.8: Vergleich der EnEV-Nachweise für das gesamte Gebäude und der Heizlast des

Wintergartens für die berechneten Alternativen

Verfahren

Monatsbilanzverfahren

Randbedingungen EnEV-Nachweis

HT' [W/(m² · K)]

unbeheizter Glasvorbau

(vereinfacht gerechnet)

erfüllt:

Wohn-Wintergarten erfüllt:

vorh HT' = 0,39

≤ 0,52 = max HT'

vorh HT' = 0,48

≤ 0,51= max HT'

EnEV-Nachweis

QP" [kWh/(m² · a)]

erfüllt:

vorh QP" = 98,24

≤ 110,17 = max QP"

erfüllt:

vorh QP" = 93,10

≤ 110,79 = max QP"

Norm-Heizlast des

Wintergartens


ΦHL = 3571 W

- Auf Grund der günstigen südorientierten Lage des gewählten Wohn-Wintergarten und

seiner wärmetechnisch guten Bauteile Verglasung und Rahmenprofile ist der flä-

chenbezogene Jahres-Primärenergiebedarf QP“ beim Wohn-Wintergarten deutlich

geringer (und damit günstiger) als beim unbeheizten Glasvorbau im vorliegenden

Beispiel werden wiederum beide Anforderungen der EnEV erfüllt.

- Betrachtet man die Monatswerte des Heizwärmebedarfs (Bild 3.11), so wird der

Grund dafür erkennbar:


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 24 -

a)

b)

- Im Frühjahr und Herbst gewinnt der Wohn-Wintergarten durch Sonnen-

einstrahlung Energie beim Gebäude mit Wohn-Wintergarten in Bild 3.11b ist

dadurch die Heizperiode kürzer als beim Gebäude mit unbeheiztem Glasvorbau in

Bild 3.11a.

- In den Wintermonaten zeigt sich aber, dass der im Mittel höhere U-Wert des

Heizwärmebedarf

Heizwärmebedarf

Wohn-Wintergartens zu einem höheren Heizwärmebedarf führt im Januar z.B.

ist der Heizwärmebedarf beim Gebäude mit Wohn-Wintergarten mit 4010

kWh/Monat (Bild 3.11b) deutlich höher als beim Gebäude mit unbeheiztem

Glasvorbau mit 3610 kWh/Monat (Bild 3.11a).

4.000

3.500

3.000

2.500

2.000

1.500

1.000

500

0

4.500

4.000

3.500

3.000

2.500

2.000

1.500

1.000

500

0

Monatswerte des Heizwärmebedarfs [kWh/Monat]

Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

Monatswerte des Heizwärmebedarfs [kWh/Monat]

Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

Bild 3.11: Vergleich der Monatswerte des Heizwärmebedarfs

a) Gebäude mit unbeheiztem Glasvorbau (aus Anlage 1)

b) Gebäude mit Wohn-Wintergarten (aus Anlage 2)


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 25 -

- Dies wird auch bei der Heizlast deutlich, die für den rechnerisch kältesten Tag im Jahr

d.h. im Winter berechnet wird: Der Wohn-Wintergarten des Beispiels benötigt mit

ΦHL = 3571 W eine im Vergleich zu den anderen Räumen des Beispielgebäudes (s. Ta-

belle 3.9) merklich größere Heizlast: Vernachlässigt man die nun entfallenden Außen-

wandanteile zwischen dem Wohn-Wintergarten und den angrenzenden Räumen

(sowie die vom Norm-Beispiele geringfügig abweichenden Fenster), so erhöht sich

- die addierte Raumfläche ∑ AR zwar um 21,2 m² / 205,0 m² ≈ 10 %,

- die Norm-Heizlast des Gebäudes aber um 3571 W / 15375 W ≈ 23 %.

Im Wohn-Wintergarten sind entsprechend große Heizflächen vorzusehen am besten

in Form von Heizkörpern mit geringem Wasserinhalt und nicht als Fußbodenheizung

(vgl. Abschnitt 3.3). Auch die Heizungsanlage ist ggf. für eine höhere Leistung auszu-

legen.

Tabelle 3.9: Beispiel aus DIN EN 12831, Beiblatt 1, vereinfachtes Verfahren [3.7]


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 26 -

4 Zusammenfassung

Beim Bau von Wintergärten besteht

- zum einen häufig Uneinigkeit zwischen Bauherren und Planenden/ Ausführenden über die

Nutzung des Wintergartens,

- zum anderen ergeben sich unerfreuliche Diskussionen zwischen Bauherren und Planen-

den über die tatsächlichen Wärmeverluste bzw. Wärmegewinne eines Wintergartens.

Dieser Beitrag zeigt, dass sich wie vermutet für heutige Wohn-Wintergärten im Vergleich zu

unbeheizten Glasvorbauten

- eine hohe Spitzenleistung im Form einer höheren Heizlast

- bei moderatem „Dauerlauf“ in Form eines geringeren End- und Primärenergiebedarfs

ergibt.


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 27 -

Literatur

[1.1] Marquardt, H.: Tauwasserausfall in Wintergärten vor Geschoßwohnungen. Bauphysik 16

(1994), H. 6, S. 186 195.

[1.2] Marquardt, H.: Berechnete und gemessene Sommertemperaturen in einer

Geschosswohnung mit großflächig verglastem Balkon. ARCONIS 5 (2000), H. 1, S. 32 35.

[1.3] Hauser, G.: Verglaste Baukörper zur passiven Sonnenenergienutzung. Bauphysik 5 (1983),

H. 5, S. 147 152.

[1.4] Hauser, G.: Beeinflussung des Innenklimas durch Außenwände und durch Wintergärten.

Bauphysik 9 (1987), H. 5, S. 155 162.

[2.1] Marquardt, H.: Tauwasserausfall in Wintergärten vor Geschoßwohnungen. Bauphysik 16

(1994), H. 6, S. 186 195.

[2.2] Marquardt, H.: Energiesparendes Bauen. Von der europäischen Normung zur Energieeinsparverordnung.

Stuttgart: Teubner 2004.

[2.3] Saupe, J.: Großes Buch der Zimmer- und Balkonpflanzen. Köln: Naumann & Göbel 1984.

[2.4] Verordnung über einen energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende

Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung EnEV) vom 02. Dez. 2004.

Bundesgesetzblatt Teil I Nr. 64 vom 07. Dez. 2004.

[2.5] Hegner, H.-D.: Vogler, I.: Energieeinsparverordnung EnEV für die Praxis kommentiert.

Berlin: Ernst & Sohn 2002.

[3.1] Marquardt, H.: Energiesparendes Bauen. Von der europäischen Normung zur Energieeinsparverordnung.

Stuttgart: Teubner 2004.

[3.2] Aufgaben und Möglichkeiten einer novellierten Wärmeschutzverordnung. Erarbeitet von der

Gesellschaft für Rationelle Energieverwendung e.V. (GRE), Berlin, März 1992. Deutsche Bauzeitschrift

DBZ 40 (1992), H. 5, S. 727 738.

[3.3] DIN EN 832 : 2003-06: Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden; Berechnung des Heizenergiebedarfs;

Wohngebäude.

[3.4] Verordnung über einen energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende

Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung EnEV) vom 02. Dez. 2004.

Bundesgesetzblatt Teil I Nr. 64 vom 07. Dez. 2004.

[3.5] DIN V 4108-4: 2004-07: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden: Wärme- und

feuchteschutztechnische Bemessungswerte.

DIN V 4108-6 : 2003-06: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden; Berechnung

des Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs.

Beiblatt 2 zu DIN 4108 : 2004-01: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden;

Wärmebrücken; Planungs- und Ausführungsbeispiele.

[3.6] DIN 4701-1 : 1983-03: Regeln für die Berechnung des Wärmebedarfs von Gebäuden;

Grundlagen der Berechnung.

DIN 4701-2 : 1983-03: Regeln für die Berechnung des Wärmebedarfs von Gebäuden; Tabellen,

Bilder, Algorithmen.

[3.7] DIN EN 12831 : 2003-08: Heizungsanlagen in Gebäuden; Verfahren zur Berechnung der

Norm-Heizlast.

DIN EN 12831 Beiblatt 1 : 2004-04: Heizungssysteme in Gebäuden; Verfahren zur Berechnung

der Norm-Heizlast; Nationaler Anhang NA.

DIN EN 12831 Beiblatt 1/A1 : 2005-03: Heizungssysteme in Gebäuden; Verfahren zur

Berechnung der Norm-Heizlast; Nationaler Anhang NA; Änderung A1.

[3.8] Hegner, H.-D.: Vogler, I.: Energieeinsparverordnung EnEV für die Praxis kommentiert.

Berlin: Ernst & Sohn 2002.

[3.9] Werner, H.: Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden. Berechnung des

Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs. Kommentar zu DIN V 4108-6 : 2003-

06. Hrsg. DIN Deutsches Institut für Normung e.V. 2. Aufl. Berlin: Beuth 2004.


Marquardt: Hohe Spitzenleistung moderater Dauerlauf? - 28 -

[3.10] „EnEV-Berechnungshilfen" von Maas/Höttges/Kammer (Universität Kassel). Kostenloser

Download dieser Excel-Tabellen unter www.bpy.uni-kassel.de (08.12.2003).

[3.11] SIA-Merkblatt 2021: Gebäude mit hohem Glasanteil Behaglichkeit und Energieeffizienz.

Zürich: SIA 2002.

[3.12] Schmid, C. et al.: Heizung, Lüftung, Elektrizität Energietechnik im Gebäude. Band 5 Bau

und Energie, Leitfaden für Planung und Praxis, Hrsg. von C. Zürcher. 3. Aufl. Zürich: vdf

Hochschulverlag 2005.

[3.13] DIN 68121-1 : 1993-09: Holzprofile für Fenster und Fenstertüren; Maße, Qualitätsanforderungen.

[3.14] Kahlert, C.; Lude, G. u.a.: Thermix-Systemvergleich Auswirkung des thermisch

entkoppelten Randverbunds bei Neubau und Sanierung. 4. Aufl. Ravensburg: Thermix

GmbH 1999.

[3.15] Planungsunterlagen der Firma Variotec Sandwich-Elemente, Neumarkt 2000.

[3.16] aktuell 2/99. Das internationale Fenstermagazin der GEALAN-Gruppe. GEALAN-Dienstleistung

GmbH, Oberkotzau 1999.

[3.17] Planungsunterlagen von REHAU AG + Co., Rehau 2004.

[3.18] Planungsunterlagen der VEKA AG, Sendenhorst 2004.

[3.19] Planungsunterlagen der heroal Johann Henkenjohann GmbH & Co. KG, Verl 2004.

[3.20] DIN EN ISO 10077-1 : 2000-11: Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen;

Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten; Vereinfachtes Verfahren.

DIN EN ISO 10077-2 : 2003-12: Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen;

Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten; Numerisches Verfahren für

Rahmen.

[3.21] „Heizlast DIN EN 12831, vereinfachtes Verfahren" von mh-Software, Karlsruhe. Kostenloser

Download unter www.mh-software.de (21.04.2006).


Objekt: Beispielgebäude aus DIN V 4108-6 ohne TWD, Glasvorbau vereinfacht, Anlage 8

1

2

3

4

5

Nachweis der Anforderungen nach Energieeinsparverordnung

- Wohngebäude - MONATSBILANZ -

Volumen (Außenmaß) [m 3 ] V e = 765,0

Nutzfläche [m 2 ] A N = 0,32 * V e = 0,32 * 765,02 = 244,8

A/V e-Verhältnis [1/m] A / V e = 525,20 / 765,02 = 0,69

Bauteil Kurzbezeichnung

1. Gebäudedaten

2. Wärmeverlust

2.1 Transmissionswärmeverlust [W/K]

Fläche

A i

[m²] [W/(m²K)] [W/K] [ - ] [W/K]

6 AW 1 46,82 0,34 15,75 1 15,75

7 AW 2 47,98 0,34 16,14 1 16,14

8 AW 3 22,26 0,34 7,49 1 7,49

9 AW 4 50,85 0,34 17,11 1 17,11

10 AW 5 1

11

Außenwand

AW 6 2,61 0,26 0,69 1 0,69

12 (Orientierung:

siehe Zeilen 85-96)

AW 7 2,61 0,26 0,69 1 0,69

13 AW 8 1

14 AW 9 1

15 AW 10 1

16 AW 11 1

17 AW 12 1

18 W 1 6,89 1,30 8,96 1 8,96

19 W 2 8,02 1,30 10,43 1 10,43

20 W 3 2,87 1,30 3,73 1 3,73

21 W 4 5,15 1,30 6,70 1 6,70

22

Fenster

W 5 1

23 (Orientierung:

siehe Zeilen 71-80)

W 6 2,47 1,30 3,21 1 3,21

24 W 7 1

25 W 8 1

26 W 9 1

27 W 10 1

28 Haustür

T 1 2,03 2,09 4,25 1 4,25

(Orientierung/Neigung:

29 siehe Zeilen 97-98)

T 2 1

30 D 1 66,76 0,18 12,34 1 12,34

31 D 2 84,51 0,18 15,62 1 15,62

32 D 3 12,87 0,18 2,38 1 2,38

33

Dach

D 4 1

34 (Orientierung/Neigung:

siehe Zeilen 99-106)

D 5 1

35 D 6 1

36 D 7 1

37 D 8 1

A. Maas, K. Höttges und A. Kammer - Universität Kassel, Fachgebiet Bauphysik - Juli 2002

Wärmedurchgangskoeffizient

U i

U i * A i

Temperatur-

Korrekturfaktor

F xi

U i * A i * F xi


GEBÄUDEDATEN

Gebäude(-teil)

TEMPERATUREN

Norm-Außentemperatur θ e

GEOMETRIE

ZUSATZ-AUFHEIZLEISTUNG

Gebäudemassen

leicht

mittelschwer

schwer

mh-software GmbH Greschbachstr. 29 D-76229 Karlsruhe

Tel 0721 / 62 52 0-0 Fax 0721 / 62 52 0-11 info@mh-software.de

aktuelle Informationen über mh-software und die kostenlosen mh-TOOLS erhalten Sie unter

www.mh-software.de

wählen Sie Einrichten... im Druckmenü, um Ihre Daten für den Kopfbereich einzutragen

HEIZLAST DIN EN 12831, vereinfachtes Verfahren Anlage: Wohn-Wintergarten

WG

= -14 °C

Breite b =

Geb

11,56 m

Länge l =

Geb

13,50 m

Grundfläche A =

Geb

156,06 m²

Geschossanzahl n = 2

Gebäudehöhe h Geb = 7,52 m

Absenkphase

Absenkdauer t Abs = 7,0 h

Temperaturabfall

angenommen

Aufheizphase

Δθ =

RH

Wiederaufheizzeit

t

RH

=

Luftwechsel n

RH

=

Wiederaufheizfaktor

f

RH

=

Berechnet mit mh-software 22.04.2006 18:06 Seite 1

2 K

2 h

21

11/h

W/m²


RAUM-HEIZLAST

Raumnummer

Raumbezeichnung

WG EG 1 1

Wohn-Wintergarten

Innentemperatur

Raumbreite

Raumlänge

Raumfläche

Geschosshöhe

Deckendicke

θ =

int

b =

R

l =

R

A =

R

h =

G

d =

20 °C

3,12 m

6,80 m

21,2 m²

2,31 m

0,02 m

Raumhöhe

Raumvolumen

hR

VR

=

=

2,29 m

48,6 m³

Nr

Orientierung

Bauteil

BT-Referenz

Anzahl

Breite

Länge / Höhe

BruttoFläche

Fläche abziehen?

Abzugsfläche

Mindest-Luftwechsel

Temperatur-Reduktionsfaktor

Zusatzheizung

n =

min

f =

Δ θ

0,50 1/h

1,00

Wiederaufheizfaktor f =

RH 21,00 W/m²

Nettofläche

Temperatur-

Reduktionsfaktor

Temperatur-

Korrekturfaktor

[m] [m] [m²] [m²] [m²] [W/m²K]

[W/K] [W]

1 AF 1 6,80 1,13 7,68 - 7,68 1,00 1,00 1,50 0,10 1,60 12,29 418

2 AF 1 6,80 3,91 26,59 - 26,59 1,00 1,00 1,50 0,10 1,60 42,54 1446

3 AF 1 3,12 2,31 7,21 - 7,21 1,00 1,00 1,50 0,10 1,60 11,53 392

4 AF 1 3,12 2,31 7,21 - 7,21 1,00 1,00 1,50 0,10 1,60 11,53 392

5 ERD FB

1 3,12 6,80 21,22 21,22 1,00 0,40 0,58 0,10 0,68 5,77 196

Transmissionswärmeverlust HT / F T

83,67 2845

U-Wert

Korrekturwert

Wärmebrücken

Mindest-Luftvolumenstrom V min

24,29 m³/h

Lüftungswärmeverlust

HV / F V

Netto-Heizlast

Zusatz-Aufheizleistung F RH

Norm-Heizlast

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HEIZLAST DIN EN 12831, vereinfachtes Verfahren Anlage: Wohn-Wintergarten

Zuschlag Heizlast F Z

F HL,Netto

F HL

korrigierter U-Wert

147,32 W/m² 64,33 W/m³

Berechnet mit mh-software 22.04.2006 18:06 Seite 2

Wärmeverlustkoeffizient

8,26

Transmissionswärmeverlust

281

3126

446

0

3571


Objekt: Beispielgebäude aus DIN V 4108-6 ohne TWD, Wohn-Wintergarten, Anlage 8

1

2

3

4

5

Nachweis der Anforderungen nach Energieeinsparverordnung

- Wohngebäude - MONATSBILANZ -

Volumen (Außenmaß) [m 3 ] V e = 814,0

Nutzfläche [m 2 ] A N = 0,32 * V e = 0,32 * 814,00 = 260,5

A/V e-Verhältnis [1/m] A / V e = 569,05 / 814,00 = 0,70

Bauteil Kurzbezeichnung

1. Gebäudedaten

2. Wärmeverlust

2.1 Transmissionswärmeverlust [W/K]

Fläche

A i

[m²] [W/(m²K)] [W/K] [ - ] [W/K]

6 AW 1 46,82 0,34 15,75 1 15,75

7 AW 2 47,98 0,34 16,14 1 16,14

8 AW 3 22,26 0,34 7,49 1 7,49

9 AW 4 50,85 0,34 17,11 1 17,11

10 AW 5 1

11

Außenwand

AW 6 2,61 0,26 0,69 1 0,69

12 (Orientierung:

siehe Zeilen 85-96)

AW 7 2,61 0,26 0,69 1 0,69

13 AW 8 1

14 AW 9 1

15 AW 10 1

16 AW 11 1

17 AW 12 1

18 W 1 6,89 1,30 8,96 1 8,96

19 W 2 8,02 1,30 10,43 1 10,43

20 W 3 2,87 1,30 3,73 1 3,73

21 W 4 5,15 1,30 6,70 1 6,70

22

Fenster

W 5 1

23 (Orientierung:

siehe Zeilen 71-80)

W 6 2,47 1,30 3,21 1 3,21

24 W 7 14,41 1,50 21,62 1 21,62

25 W 8 7,68 1,50 11,52 1 11,52

26 W 9 26,59 1,50 39,89 1 39,89

27 W 10 1

28 Haustür

T 1 2,03 2,09 4,25 1 4,25

(Orientierung/Neigung:

29 siehe Zeilen 97-98)

T 2 1

30 D 1 66,76 0,18 12,34 1 12,34

31 D 2 84,51 0,18 15,62 1 15,62

32 D 3 12,87 0,18 2,38 1 2,38

33

Dach

D 4 1

34 (Orientierung/Neigung:

siehe Zeilen 99-106)

D 5 1

35 D 6 1

36 D 7 1

37 D 8 1

A. Maas, K. Höttges und A. Kammer - Universität Kassel, Fachgebiet Bauphysik - Juli 2002

Wärmedurchgangskoeffizient

U i

U i * A i

Temperatur-

Korrekturfaktor

F xi

U i * A i * F xi


38

39

[m²] [W/(m²K)] [W/K] [ - ] [W/K]

40 D 9 0,8

41 Oberste Geschoßdecke D10 0,8

42 D11 0,8

43 AbW 1 0,8

44 Wand gegen Abseitenraum AbW 2 0,8

45 AbW 3 0,8

46 AB 1 0,5

47

Wände, Türen und Decken

zu unbeheizten Räumen

AB 2 0,5

48 AB 3 0,5

49 Wände, Türen, Decken zu AB 4 0,35

50 niedrig beheizten Räumen AB 5 0,35

51 Kellerdecke zum

G 1 135,00 0,58 78,06 0,5 39,03

52

53

unbeheizten Keller,

Fußboden auf Erdreich,

Flächen des beheizten

G 2

G 3

20,67 0,58 11,99 0,5 5,99

54 Kellers gegen Erdreich,

G 4

55

aufgeständerter Fußboden

G 5

56

57

58

Wärmebrückenkorrekturwert

pauschal - ohne Berücksichtigung DIN 4108 Bbl. 2

optimiert - mit Berücksichtigung DIN 4108 Bbl. 2

[W/(m²K)] DUWB =

[W/(m²K)] DUWB = 0,050

59 detailliert - gem. DIN EN ISO 10211-2 [W/(m²K)] DUWB =

60

61

Transmissionswärmeverlust: H T = Σ (U i * A i * F xi) + ΔU WB * A

H T = 243,51 + 0,05 * 569,05 H T = 271,96

62 kleine Gebäude 1) V = 0,76 * Ve = 0,76 * 814,00 [m³] V = 618,64

63 große Gebäude 2) beheiztes Luftvolumen

V = 0,80 * Ve = 0,80 * _________ [m³] V =

64 ohne Dichtheitsprüfung [h -1 ] n =

65 mit Dichtheitsprüfung, Fensterlüftung und Zu-/Abluftanlagen [h -1 Luftwechselrate

] n = 0,60

66 mit Dichtheitsprüfung, Abluftanlagen [h -1 ] n =

67

Bauteil

Lüftungswärmeverlust: H V = 0,34 Wh/(m³K) * n * V

1) kleine Gebäude: bis 3 Vollgeschosse; 2) übrige Gebäude

2.1 Transmissionswärmeverlust [W/K] - Fortsetzung

Kurzbezeichnung

S A i = A =

Fläche

A i

569,05

2.2 Lüftungswärmeverlust [W/K]

A. Maas, K. Höttges und A. Kammer - Universität Kassel, Fachgebiet Bauphysik - Juli 2002

Wärmedurchgangskoeffizient

U i

U i * A i

Temperatur-

Korrekturfaktor

F xi

Spezifischer Transmissionswärmeverlust

S Ui * A i * F xi =

U i * A i * F xi

243,51

H V = 0,34 * 0,60 * 618,64 H V = 126,20


68

69

70 Orientierung/Neigung

71 Nord - 90° W 1 6,89 0,63 0,9 0,7

72 Ost/West - 90° W 2 8,02 0,63 0,9 0,7

73 Süd - 90° W 3 2,87 0,63 0,9 0,7

74 Ost/West - 90° W 4 5,15 0,63 0,9 0,7

75 W 5 0,9 0,7

76 Nord - 45° W 6 2,47 0,63 0,9 0,7

77 Ost/West - 90° W 7 14,41 0,63 0,9 0,7

78 Süd - 90° W 8 7,68 0,63 0,9 0,7

79 Süd - 45° W 9 26,59 0,63 0,9 0,7

80 W 10 0,9 0,7

81 Solare Wärmegewinne Φs,t,M = Σ (Ai * gi * FS,i * FC * FW * FF * Ιs,i,M) [W] Φs,t,M = Monatswerte

82 über transparente Bauteile:

Qs,t,M = Σ (0,024 * Φs,t,Mi * tM) Qs,t,M = Monatswerte

83

84

85 Nord - 90° AW 1 46,82 0,50 0,013 20

86 Ost/West - 90° AW 2 47,98 0,50 0,013 20

87 Süd - 90° AW 3 22,26 0,50 0,013 20

88 Ost/West - 90° AW 4 50,85 0,50 0,013 20

89 AW 5 0,50

90 Ost/West - 90° AW 6 2,61 0,50 0,011 20

91 Ost/West - 90° AW 7 2,61 0,50 0,011 20

92 AW 8 0,50

93 AW 9 0,50

94 AW 10 0,50

95 AW 11 0,50

96 AW 12 0,50

97 Nord - 90° T 1 2,03 0,50 0,084 20

98 T 2 0,50

99 Nord - 45° D 1 66,76 0,80 0,007 40

100 Süd - 45° D 2 84,51 0,80 0,007 40

101 Nord - 30° D 3 12,87 0,80 0,007 40

102 D 4 0,80

103 D 5 0,80

104 D 6 0,80

105 D 7 0,80

106 D 8 0,80

107 Solare Wärmegewinne Φs,o,M = Σ (Ui * Ai * Re * (αi * Ιs,i,M - Ff,i * h * Δϑer)) [W] Φs,o,M = Monatswerte

108 über opake Bauteile: Qs,o,M = Σ (0,024 * Φs,o,Mi * tM) Qs,o,M = Monatswerte

109

Orientierung/Neigung

3. Wärmegewinne

3.1 Solare Wärmegewinne transparenter Bauteile Q s,t [kWh/a]

Kurzbezeichnung

3.2 Solare Wärmegewinne opaker Bauteile Q s,o [kWh/a]

Kurzbezeichnung

Fläche

A i

[m²]

Fläche

A i

[m²]

3.3 Interne Wärmegewinne Q i [kWh/a]

110 Interne Wärmegewinne: Q i,M = 0,024 * q i * A N * t M = 0,024 * 5 W/m² * A N * t M Q i,M = Monatswerte

3) FS = 0,9 für übliche Anwendungsfälle; abweichende Werte soweit mit baulichen Bedingungen Verschattung vorliegt.

4) Minderungsfaktor infolge Rahmenanteil FF = 0,7, sofern keine genaueren Werte bekannt sind. Weitere Größen F C = 1 und F W = 0,9 gem. EnEV.

5) Stahlungsabsorptionsgrad α = 0,5; für dunkle Dächer kann abweichend α = 0,8 angenommen werden.

A. Maas, K. Höttges und A. Kammer - Universität Kassel, Fachgebiet Bauphysik - Juli 2002

Gesamtenergiedurchlaßgrad

g i [ - ]

Strahlungsabsorptionsgrad

5)

α i [ - ]

Verschattung

3)

F S < 0,9 [ - ]

übrige Paramteter

U i * R e [ - ]

Minderung

Rahmen 4)

F F [ - ]

F f,i*h*Δθ er

[W/m²]

Strahlungsintensität

Ι s,i.M [W/m²]

Monatswerte werden nicht dargestellt

Strahlungsintensität

Ι s,i.M [W/m²]

Monatswerte werden nicht dargestellt


111

112 leichte Bauweise 6) Cwirk,η = 15 * Ve = 15 * _________ Cwirk,h =

113 schwere Bauweise 6) Cwirk,η = 50 * Ve = 50 * 814,00 Cwirk,h = 40.700

114 detaillierte Ermittlung 6) wirksame

Wärmespeicherfähigkeit

für Ausnutzungsgrad:

- volumenbezogener Wert [Wh/(m³K)] Cwirk,h / Ve =

115 leichte Bauweise 6) Cwirk,NA = 12 * Ve = 12 * _________ Cwirk,NA =

116 schwere Bauweise 6) 117

Cwirk,NA = 18 * Ve = 18 *

detaillierte Ermittlung

814,00 Cwirk,NA = 14.652

6) wirksame

Wärmespeicherfähigkeit

bei Nachtabschaltung:

- volumenbezogener Wert [Wh/(m³K)] Cwirk,NA / Ve =

118

119 Wärmeverlust ohne Nachtabschaltung: 7) Q l,M = 0,024 * (H T + H V) * (19 °C - ϑ e,M) * t M Q l,M =

120 Wärmeverlust bei 7 h Nachtabschaltung: gemäß DIN V 4108-6 Anhang C Q l,M =

121 Wärmegewinn-/-verlustverhältnis: γ M = (Q s,t,M + Q i,M) / (Q l,M - Q s,o,M) [ − ] γ M =

122 Ausnutzungsgrad Wärmegewinne: η M = (1 - γ M a ) / (1 - γM a+1 ) [ − ] ηM =

123 Jahres-Heizwärmebedarf: Q h,M = Q l,M - Q s,o,M - η M * (Q s,t,M + Q i,M) Q h,M =

124 Q h = Σ ( Q h,M ) pos. Q h = 15.237,10

125

126

Q h'' = Q h / A N

Q h'' = 15.237,10 / 260,48 [kWh/(m²a)] Q h'' = 58,50

vorhandener spezifischer flächenbezogener Transmissionswärmeverlust:

127

HT' ,vorh = HT / A = 271,96 / 569,05 HT' ,vorh = 0,48

zulässiger spezifischer flächenbezogener Transmissionswärmeverlust:

HT' ,max = 1,05

128

HT' ,max = 0,3 + 0,15 / (A/Ve) HT' ,max = 0,44 bei A/Ve > 1,05

HT' ,max = 0,51

129 H T' ,vorh = 0,48 W/(m²K) < 0,51 W/(m²K) = H T' ,max

130

Anlagen-Aufwandszahl (primärenergiebezogen):

131

Anlagentyp: Anlage 8 - Brennwertkessel, Aufstellung/Verteilung innerhalb thermischer Hülle

132

133

Flächenbezogener

Jahres-Heizwärmebedarf: 8)

vorhandener

Jahres-Primärenergiebedarf:

134 zulässiger Jahres-Primärenergiebedarf:

Q P'' ,max = 130 + 2600 / (100 + A N)

Q P'' ,vorh =

Wohngebäude (außer solche nach Zeile 136)

QP'' ,max = 66 + 2600 / (100 + AN) 135

QP'' ,max = 50,94 + 75,29 * A/Ve + 2600 / (100 + AN) QP'' ,max = 88

136

QP'' ,max = 72,94 + 75,29 * A/Ve Q P'' ,max = 152

e P = 1,31

Q P'' ,vorh = 1,31 * ( 58,50 + 12,5) Q P'' ,vorh = 93,10

bei A/V e < 0,2

bei 0,2 < A/V e < 1,05

bei A/V e > 1,05 Q P'' ,max = 110,79

bei A/V e < 0,2

bei 0,2 < A/V e < 1,05

bei A/V e > 1,05 Q P'' ,max =

137 Q P'' ,vorh = 93,10 kWh/(m²a) < 110,79 kWh/(m²a) = Q P'' ,max

6) leichte Bauweise: Holztafelbauart ohne massive Innenbauteile, Gebäude mit abgehängten Decken

schwere Bauweise: Gebäude mit massiven Innen- und Außenbauteilen ohne abgehängte Decken

detaillierte Ermittlung: wenn alle Innen- und Außenbauteile festgelegt sind. Hier ist der volumenbezogene Wert anzugeben.

7) Die Berechnung ohne Nachtabschaltung ist eine informative Option und für den Nachweis EnEV nicht zulässig.

8) Der flächenbezogene Bedarf wird allgemein mit Q'' oder mit q gekennzeichnet.

4. Wirksame Wärmespeicherfähigkeit [Wh/K]

5. Jahres-Heizwärmebedarf [kWh/a]

6. Spezifischer flächenbezogener Transmissionswärmeverlust [W/(m²K)]

bei A/V e < 0,2

bei 0,2 < A/V e < 1,05

7. Ermittlung der Primärenergieaufwandszahl gemäß

DIN 4701 - 10 Anhang A (Berechnungsblätter) oder Anhang C (Diagramme)

8. Jahres-Primärenergiebedarf bezogen auf die Gebäudenutzfläche [kWh/(m²a)]

e P * (Q h'' + 12,5)

Wohngebäude mit überwiegender Warmwasserbereitung aus elektrischem Strom:

A. Maas, K. Höttges und A. Kammer - Universität Kassel, Fachgebiet Bauphysik - Juli 2002

Monatswerte


Dokumentation weiterer Randbedingungen der Berechnung

Temperatur-Korrekturfaktoren für den unteren Gebäudeabschluß - F xi

Parameter

Bodengrundfläche A G 9)

Umfang der Bodengrundfläche (Perimeter) P 9)

[m²] 155,67

[m] 53,24

Kenngröße B' = A G / (0,5 * P) [m] 5,85

Wärmedurchlaßwiderstand Bodenplatte R f bzw. der Kellerwand R w (der ungünstigere Wert) 10)

[m²K/W] 1,56

Flächen Spezifizierung F xi [ - ]

G 1 : A = 135,00 m²; U = 0,58 W/(m²K) Fußboden auf Erdreich ohne Randdämmung 0,50

G 2 : A = 20,67 m²; U = 0,58 W/(m²K) Fußboden auf Erdreich ohne Randdämmung 0,50

G 3 - nicht festgelegt -

G 4 - nicht festgelegt -

G 5 - nicht festgelegt -

Monatliche Zwischenergebnisse

Monat

Q h,M [kWh/Monat]

Jan 4010

Feb 2927

Mrz 1835

Apr 40

Mai 1

Jun 0

Jul 0

Aug 0

Sep 1

Okt 584

Nov 2220

Dez 3620

Heizwärmebedarf

9) Angabe nicht notwendig für aufgeständerte Fußböden

10) Angabe nur notwendig für Flächen des beheizten Kellers und Fußböden auf Erdreich ohne Randdämmung

Heizwärmebedarf

(Zeile123)

Q h,M = Q l,M - η M * Q g,M

4.500

4.000

3.500

3.000

2.500

2.000

1.500

1.000

500

0

Wärmeverlust (bei Nachtabschaltung)

abzüglich solarer

Wärmegewinne opaker Bauteile

(Zeile 120 - Zeile 108)

Q l,M [kWh/Monat]

5760

4711

4207

2483

1579

716

2795

3951

A. Maas, K. Höttges und A. Kammer - Universität Kassel, Fachgebiet Bauphysik - Juli 2002

80

72

1187

5060

solare Wärmegewinne

transparenter Bauteile und

interne Wärmegewinne

(Zeile 82 + Zeile 110)

Q g,M [kWh/Monat]

1750

1785

2389

3776

3918

4227

4453

3587

3089

2345

1733

1439

Monatswerte des Heizwärmebedarfs [kWh/Monat]

Ausnutzungsgrad der

Wärmegewinne

(Zeile 122)

η M [-]

Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

1

1

0,99

0,65

0,40

0,17

0,02

0,02

0,38

0,94

1

1


38

39

[m²] [W/(m²K)] [W/K] [ - ] [W/K]

40 D 9 0,8

41 Oberste Geschoßdecke D10 0,8

42 D11 0,8

43 AbW 1 0,8

44 Wand gegen Abseitenraum AbW 2 0,8

45 AbW 3 0,8

46 AB 1 7,82 0,34 2,63 0,5 1,32

47

Wände, Türen und Decken

zu unbeheizten Räumen

AB 2 17,68 1,30 22,98 0,5 11,49

48 AB 3 0,5

49 Wände, Türen, Decken zu AB 4 0,35

50 niedrig beheizten Räumen AB 5 0,35

51 Kellerdecke zum

G 1 135,00 0,58 78,06 0,5 39,03

52

53

unbeheizten Keller,

Fußboden auf Erdreich,

Flächen des beheizten

G 2

G 3

54 Kellers gegen Erdreich,

G 4

55

aufgeständerter Fußboden

G 5

56

57

58

Wärmebrückenkorrekturwert

pauschal - ohne Berücksichtigung DIN 4108 Bbl. 2

optimiert - mit Berücksichtigung DIN 4108 Bbl. 2

[W/(m²K)] DUWB =

[W/(m²K)] DUWB = 0,050

59 detailliert - gem. DIN EN ISO 10211-2 [W/(m²K)] DUWB =

60

61

Bauteil

2.1 Transmissionswärmeverlust [W/K] - Fortsetzung

Kurzbezeichnung

S A i = A =

Fläche

A i

525,20

Transmissionswärmeverlust: H T = Σ (U i * A i * F xi) + ΔU WB * A

H T = 177,30 + 0,05 * 525,20 H T = 203,56

62 kleine Gebäude 1) V = 0,76 * Ve = 0,76 * 765,02 [m³] V = 581,41

63 große Gebäude 2) beheiztes Luftvolumen

V = 0,80 * Ve = 0,80 * _________ [m³] V =

64 ohne Dichtheitsprüfung [h -1 ] n =

65 mit Dichtheitsprüfung, Fensterlüftung und Zu-/Abluftanlagen [h -1 Luftwechselrate

] n = 0,60

66 mit Dichtheitsprüfung, Abluftanlagen [h -1 ] n =

67

Lüftungswärmeverlust: H V = 0,34 Wh/(m³K) * n * V

1) kleine Gebäude: bis 3 Vollgeschosse; 2) übrige Gebäude

A. Maas, K. Höttges und A. Kammer - Universität Kassel, Fachgebiet Bauphysik - Juli 2002

Wärmedurchgangskoeffizient

U i

2.2 Lüftungswärmeverlust [W/K]

U i * A i

Temperatur-

Korrekturfaktor

F xi

Spezifischer Transmissionswärmeverlust

S Ui * A i * F xi =

U i * A i * F xi

177,30

H V = 0,34 * 0,60 * 581,41 H V = 118,61


68

69

70 Orientierung/Neigung

71 Nord - 90° W 1 6,89 0,63 0,9 0,7

72 Ost/West - 90° W 2 8,02 0,63 0,9 0,7

73 Süd - 90° W 3 2,87 0,63 0,9 0,7

74 Ost/West - 90° W 4 5,15 0,63 0,9 0,7

75 W 5 0,9 0,7

76 Nord - 45° W 6 2,47 0,63 0,9 0,7

77 W 7 0,63 0,9 0,7

78 W 8 0,9 0,7

79 W 9 0,9 0,7

80 W 10 0,9 0,7

81 Solare Wärmegewinne Φs,t,M = Σ (Ai * gi * FS,i * FC * FW * FF * Ιs,i,M) [W] Φs,t,M = Monatswerte

82 über transparente Bauteile: Qs,t,M = Σ (0,024 * Φs,t,Mi * tM) Qs,t,M = Monatswerte

83

84

85 Nord - 90° AW 1 46,82 0,50 0,013 20

86 Ost/West - 90° AW 2 47,98 0,50 0,013 20

87 Süd - 90° AW 3 22,26 0,50 0,013 20

88 Ost/West - 90° AW 4 50,85 0,50 0,013 20

89 AW 5 0,50

90 Ost/West - 90° AW 6 2,61 0,50 0,011 20

91 Ost/West - 90° AW 7 2,61 0,50 0,011 20

92 AW 8 0,50

93 AW 9 0,50

94 AW 10 0,50

95 AW 11 0,50

96 AW 12 0,50

97 Nord - 90° T 1 2,03 0,50 0,084 20

98 T 2 0,50

99 Nord - 45° D 1 66,76 0,80 0,007 40

100 Süd - 45° D 2 84,51 0,80 0,007 40

101 Nord - 30° D 3 12,87 0,80 0,007 40

102 D 4 0,80

103 D 5 0,80

104 D 6 0,80

105 D 7 0,80

106 D 8 0,80

107 Solare Wärmegewinne Φs,o,M = Σ (Ui * Ai * Re * (αi * Ιs,i,M - Ff,i * h * Δϑer)) [W] Φs,o,M = Monatswerte

108 über opake Bauteile: Qs,o,M = Σ (0,024 * Φs,o,Mi * tM) Qs,o,M = Monatswerte

109

Orientierung/Neigung

Kurzbezeichnung

Kurzbezeichnung

3. Wärmegewinne

3.1 Solare Wärmegewinne transparenter Bauteile Q s,t [kWh/a]

Fläche

A i

[m²]

110 Interne Wärmegewinne: Q i,M = 0,024 * q i * A N * t M = 0,024 * 5 W/m² * A N * t M Q i,M = Monatswerte

A. Maas, K. Höttges und A. Kammer - Universität Kassel, Fachgebiet Bauphysik - Juli 2002

Gesamtenergiedurchlaßgrad

g i [ - ]

Verschattung

3)

F S < 0,9 [ - ]

3.2 Solare Wärmegewinne opaker Bauteile Q s,o [kWh/a]

Fläche

A i

[m²]

Strahlungsabsorptionsgrad

5)

α i [ - ]

3.3 Interne Wärmegewinne Q i [kWh/a]

3) FS = 0,9 für übliche Anwendungsfälle; abweichende Werte soweit mit baulichen Bedingungen Verschattung vorliegt.

Minderung

Rahmen 4)

F F [ - ]

4) Minderungsfaktor infolge Rahmenanteil FF = 0,7, sofern keine genaueren Werte bekannt sind. Weitere Größen F C = 1 und F W = 0,9 gem. EnEV.

5) Stahlungsabsorptionsgrad α = 0,5; für dunkle Dächer kann abweichend α = 0,8 angenommen werden.

übrige Paramteter

U i * R e [ - ]

F f,i*h*Δθ er

[W/m²]

Strahlungsintensität

Ι s,i.M [W/m²]

Monatswerte werden nicht dargestellt

Strahlungsintensität

Ι s,i.M [W/m²]

Monatswerte werden nicht dargestellt


111

112 leichte Bauweise 6) Cwirk,η = 15 * Ve = 15 * _________ Cwirk,h =

113 schwere Bauweise 6) Cwirk,η = 50 * Ve = 50 * 765,02 Cwirk,h = 38.251

114 detaillierte Ermittlung 6) wirksame

Wärmespeicherfähigkeit

für Ausnutzungsgrad:

- volumenbezogener Wert [Wh/(m³K)] Cwirk,h / Ve =

115 leichte Bauweise 6) Cwirk,NA = 12 * Ve = 12 * _________ Cwirk,NA =

116 schwere Bauweise 6) 117

Cwirk,NA = 18 * Ve = 18 *

detaillierte Ermittlung

765,02 Cwirk,NA = 13.770

6) wirksame

Wärmespeicherfähigkeit

bei Nachtabschaltung:

- volumenbezogener Wert [Wh/(m³K)] Cwirk,NA / Ve =

118

119 Wärmeverlust ohne Nachtabschaltung: 7) Q l,M = 0,024 * (H T + H V) * (19 °C - ϑ e,M) * t M Q l,M =

120 Wärmeverlust bei 7 h Nachtabschaltung: gemäß DIN V 4108-6 Anhang C Q l,M =

121 Wärmegewinn-/-verlustverhältnis: γ M = (Q s,t,M + Q i,M) / (Q l,M - Q s,o,M) [ − ] γ M =

122 Ausnutzungsgrad Wärmegewinne: η M = (1 - γ M a ) / (1 - γM a+1 ) [ − ] ηM =

123 Jahres-Heizwärmebedarf: Q h,M = Q l,M - Q s,o,M - η M * (Q s,t,M + Q i,M) Q h,M =

124 Q h = Σ ( Q h,M ) pos. Q h = 15.361,78

125

126

Q h'' = Q h / A N

Q h'' = 15.361,78 / 244,81 [kWh/(m²a)] Q h'' = 62,75

vorhandener spezifischer flächenbezogener Transmissionswärmeverlust:

127

HT' ,vorh = HT / A = 203,56 / 525,20 HT' ,vorh = 0,39

zulässiger spezifischer flächenbezogener Transmissionswärmeverlust:

HT' ,max = 1,05

128

HT' ,max = 0,3 + 0,15 / (A/Ve) HT' ,max = 0,44 bei A/Ve > 1,05

HT' ,max = 0,52

129 H T' ,vorh = 0,39 W/(m²K) < 0,52 W/(m²K) = H T' ,max

130

Anlagen-Aufwandszahl (primärenergiebezogen):

131

Anlagentyp: Anlage 8 - Brennwertkessel, Aufstellung/Verteilung innerhalb thermischer Hülle

132

133

Flächenbezogener

Jahres-Heizwärmebedarf: 8)

vorhandener

Jahres-Primärenergiebedarf:

6. Spezifischer flächenbezogener Transmissionswärmeverlust [W/(m²K)]

7. Ermittlung der Primärenergieaufwandszahl gemäß

DIN 4701 - 10 Anhang A (Berechnungsblätter) oder Anhang C (Diagramme)

8. Jahres-Primärenergiebedarf bezogen auf die Gebäudenutzfläche [kWh/(m²a)]

134 zulässiger Jahres-Primärenergiebedarf:

QP'' ,max = 88

136

QP'' ,max = 72,94 + 75,29 * A/Ve Q P'' ,max = 152

Q P'' ,vorh =

Wohngebäude (außer solche nach Zeile 136)

QP'' ,max = 66 + 2600 / (100 + AN) 135

QP'' ,max = 50,94 + 75,29 * A/Ve + 2600 / (100 + AN) Q P'' ,max = 130 + 2600 / (100 + A N)

4. Wirksame Wärmespeicherfähigkeit [Wh/K]

5. Jahres-Heizwärmebedarf [kWh/a]

bei A/V e < 0,2

bei 0,2 < A/V e < 1,05

e P * (Q h'' + 12,5)

e P = 1,31

Q P'' ,vorh = 1,31 * ( 62,75 + 12,5) Q P'' ,vorh = 98,24

bei A/V e < 0,2

bei 0,2 < A/V e < 1,05

Wohngebäude mit überwiegender Warmwasserbereitung aus elektrischem Strom:

bei A/V e > 1,05 Q P'' ,max = 110,17

bei A/V e < 0,2

bei 0,2 < A/V e < 1,05

bei A/V e > 1,05 Q P'' ,max =

137 Q P'' ,vorh = 98,24 kWh/(m²a) < 110,17 kWh/(m²a) = Q P'' ,max

6) leichte Bauweise: Holztafelbauart ohne massive Innenbauteile, Gebäude mit abgehängten Decken

schwere Bauweise: Gebäude mit massiven Innen- und Außenbauteilen ohne abgehängte Decken

detaillierte Ermittlung: wenn alle Innen- und Außenbauteile festgelegt sind. Hier ist der volumenbezogene Wert anzugeben.

7) Die Berechnung ohne Nachtabschaltung ist eine informative Option und für den Nachweis EnEV nicht zulässig.

8) Der flächenbezogene Bedarf wird allgemein mit Q'' oder mit q gekennzeichnet.

A. Maas, K. Höttges und A. Kammer - Universität Kassel, Fachgebiet Bauphysik - Juli 2002

Monatswerte


Dokumentation weiterer Randbedingungen der Berechnung

Temperatur-Korrekturfaktoren für den unteren Gebäudeabschluß - F xi

Parameter

Bodengrundfläche A G 9)

Umfang der Bodengrundfläche (Perimeter) P 9)

[m²] 135

[m] 47

Kenngröße B' = A G / (0,5 * P) [m] 5,74

Wärmedurchlaßwiderstand Bodenplatte R f bzw. der Kellerwand R w (der ungünstigere Wert) 10)

[m²K/W] 1,56

Flächen Spezifizierung F xi [ - ]

G 1 : A = 135,00 m²; U = 0,58 W/(m²K) Fußboden auf Erdreich ohne Randdämmung 0,50

G 2 - nicht festgelegt -

G 3 - nicht festgelegt -

G 4 - nicht festgelegt -

G 5 - nicht festgelegt -

Monatliche Zwischenergebnisse

Monat

Q h,M [kWh/Monat]

Jan 3610

Feb 2793

Mrz 2166

Apr 463

Mai 27

Jun 0

Jul 0

Aug 0

Sep 12

Okt 1031

Nov 2153

Dez 3107

Heizwärmebedarf

9) Angabe nicht notwendig für aufgeständerte Fußböden

10) Angabe nur notwendig für Flächen des beheizten Kellers und Fußböden auf Erdreich ohne Randdämmung

Heizwärmebedarf

(Zeile123)

Q h,M = Q l,M - η M * Q g,M

4.000

3.500

3.000

2.500

2.000

1.500

1.000

500

0

Wärmeverlust (bei Nachtabschaltung)

abzüglich solarer

Wärmegewinne opaker Bauteile

(Zeile 120 - Zeile 108)

Q l,M [kWh/Monat]

4689

3832

3416

546

A. Maas, K. Höttges und A. Kammer - Universität Kassel, Fachgebiet Bauphysik - Juli 2002

27

35

950

2268

3216

4122

solare Wärmegewinne

transparenter Bauteile und

interne Wärmegewinne

(Zeile 82 + Zeile 110)

1039

1250

1602

1398

1241

1063

1016

Ausnutzungsgrad der

Wärmegewinne

(Zeile 122)

η M [-]

1994 1583

0,97

1255

Q g,M [kWh/Monat]

1079

1702

1778

1861

Monatswerte des Heizwärmebedarfs [kWh/Monat]

Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

1

1

1

0,72

0,31

0,01

0,02

0,67

1

1

1

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